イーサリアム（ETH）のガス代高騰を抑える技術とは？

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築・実行するための基盤となるプラットフォームとして、ブロックチェーン技術の分野で重要な役割を果たしています。しかし、その普及を阻む大きな課題の一つとして、ガス代（取引手数料）の高騰が挙げられます。ガス代の高騰は、DAppsの利用コストを増加させ、特に小規模な取引や頻繁な操作を行うユーザーにとって大きな負担となります。本稿では、イーサリアムのガス代高騰の原因を詳細に分析し、その解決策として開発・提案されている様々な技術について、専門的な視点から解説します。

1. イーサリアムのガス代高騰の原因

イーサリアムのガス代は、ネットワークの混雑状況と取引の計算量によって変動します。ガス代高騰の主な原因は以下の通りです。

• ネットワークの混雑：イーサリアムネットワーク上でDAppsの利用者が増加すると、取引の処理能力を超えるほどのトランザクションが発生し、ネットワークが混雑します。混雑時には、トランザクションを優先的に処理してもらうために、より高いガス代を支払う必要が生じます。
• 複雑なスマートコントラクト：スマートコントラクトは、特定の条件が満たされた場合に自動的に実行されるプログラムです。複雑な処理を行うスマートコントラクトは、より多くの計算リソースを必要とし、結果としてガス代が高騰します。
• NFT（非代替性トークン）の普及：近年、NFTの取引が活発化しており、NFTのミント（発行）や取引には、比較的多くのガス代がかかります。NFTの普及は、イーサリアムネットワークの混雑を悪化させ、ガス代高騰の一因となっています。
• DeFi（分散型金融）の利用拡大：DeFiは、従来の金融サービスをブロックチェーン上で実現するものです。DeFiの利用拡大に伴い、DAppsの利用者が増加し、ネットワークの混雑を招いています。

2. ガス代高騰を抑えるための技術

イーサリアムのガス代高騰を抑えるために、様々な技術が開発・提案されています。以下に、主要な技術とその詳細について解説します。

2.1. レイヤー2スケーリングソリューション

レイヤー2スケーリングソリューションは、イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の負荷を軽減し、トランザクション処理能力を向上させるための技術です。レイヤー2上でトランザクションを処理し、その結果を定期的にメインチェーンに記録することで、ガス代を抑えつつ、高速なトランザクション処理を実現します。代表的なレイヤー2スケーリングソリューションには、以下のものがあります。

• ロールアップ：ロールアップは、複数のトランザクションをまとめて1つのトランザクションとしてメインチェーンに記録する技術です。Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。Optimistic Rollupは、トランザクションが有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けることで、ガス代を抑えています。ZK-Rollupは、ゼロ知識証明を用いてトランザクションの有効性を証明することで、より高いセキュリティとスケーラビリティを実現しています。
• サイドチェーン：サイドチェーンは、イーサリアムとは独立したブロックチェーンであり、イーサリアムのメインチェーンと双方向の通信が可能です。サイドチェーン上でトランザクションを処理し、その結果を定期的にメインチェーンに記録することで、ガス代を抑えつつ、高速なトランザクション処理を実現します。
• ステートチャネル：ステートチャネルは、2者間のトランザクションをオフチェーンで処理するための技術です。ステートチャネルを開設し、その上で複数のトランザクションを処理した後、最終的な結果のみをメインチェーンに記録することで、ガス代を大幅に削減できます。

2.2. EIP-1559

EIP-1559は、イーサリアムの取引手数料メカニズムを改善するための提案であり、2021年8月に実装されました。EIP-1559は、ベースフィーとプライオリティフィーの2種類のフィーを導入しました。ベースフィーは、ネットワークの混雑状況に応じて自動的に調整され、トランザクションを処理するために必要な最低限のフィーです。プライオリティフィーは、トランザクションを優先的に処理してもらうためにユーザーが支払うフィーです。EIP-1559は、ガス代の予測可能性を高め、ガス代の変動を抑制する効果があります。

2.3. シャーディング

シャーディングは、イーサリアムのブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードで並行してトランザクションを処理する技術です。シャーディングを導入することで、トランザクション処理能力を大幅に向上させ、ガス代を抑えることができます。シャーディングの実装は、技術的な難易度が高く、長期的な開発プロジェクトとなっています。

2.4. データ可用性サンプリング

データ可用性サンプリングは、ブロックチェーンのデータを効率的に検証するための技術です。ブロックチェーンのデータを完全にダウンロードせずに、一部のデータのみをサンプリングして検証することで、検証にかかるコストを削減し、トランザクション処理能力を向上させることができます。データ可用性サンプリングは、レイヤー2スケーリングソリューションと組み合わせることで、より高いスケーラビリティを実現できます。

3. 各技術の比較と今後の展望

上記で紹介した技術は、それぞれ異なる特徴と利点を持っています。レイヤー2スケーリングソリューションは、比較的短期間で実装可能であり、ガス代を大幅に削減できる可能性があります。EIP-1559は、ガス代の予測可能性を高め、ガス代の変動を抑制する効果があります。シャーディングは、トランザクション処理能力を大幅に向上させることができますが、実装には時間がかかります。データ可用性サンプリングは、レイヤー2スケーリングソリューションと組み合わせることで、より高いスケーラビリティを実現できます。

今後の展望としては、これらの技術が相互に補完し合いながら、イーサリアムのガス代高騰を抑制していくことが期待されます。特に、レイヤー2スケーリングソリューションの普及は、DAppsの利用コストを削減し、イーサリアムのエコシステムを活性化させる上で重要な役割を果たすと考えられます。また、シャーディングの実装が進むことで、イーサリアムのトランザクション処理能力が大幅に向上し、より多くのユーザーが快適にDAppsを利用できるようになるでしょう。

4. まとめ

イーサリアムのガス代高騰は、その普及を阻む大きな課題ですが、様々な技術が開発・提案されており、その解決に向けて着実に進展しています。レイヤー2スケーリングソリューション、EIP-1559、シャーディング、データ可用性サンプリングなどの技術は、それぞれ異なるアプローチでガス代高騰を抑制し、イーサリアムのエコシステムをより持続可能なものにすることを目指しています。これらの技術の進化と普及により、イーサリアムは、より多くのユーザーにとって利用しやすいプラットフォームとなり、ブロックチェーン技術の普及に大きく貢献することが期待されます。